Учебники / УПиОС Плаксиенко_2004

Учебное пособие

при оптимальном сложении для получения некоторого определенного уровня отношения сигнал/шум на выходе требуются более низкие значения этого отношения в складываемых каналах, чем при других методах. Этот вывод согласуется с тем фактом, что оптимальное сложение всегда реализует максимальное отношение сигнал/шум при нескольких шумящих каналах. При отношении амплитуд входных сигналов Si в преде-

лучше характеристик автовыбора, и, наоборот, вне этого интервала автовыбор лучше линейного сложения. Последнее замечание определяет условия, при которых (в рамках настоящего рассмотрения) суперпозиция искаженных шумом сигналов с равным весом приведет к увеличению отношения сигнал/шум.

Кривая для линейного сложения удовлетворительно аппроксими-

время как кривая для автовыбора хорошо аппроксимирует кривую для оптимального сложения вне этого интервала. Поэтому хорошим приближением к системе оптимального сложения может служить система, характеристики которой соответствуют характеристикам линейного сложе-

вне этого интервала. Такая система является примером метода комбини-

рованного сложения.

При построении рис. 12.29 предполагалось, что каждый канал вносит одинаковую мощность некогерентного шума, следовательно, переменные могут рассматриваться как амплитуды или эффективные значения сигнала, представленные в соответствующем масштабе.

Метод оптимального сложения следует рассматривать как чисто академический. Характеристики систем, реализующих метод комбинированного сложения, близки к характеристикам оптимального сложения, но для его реализации также необходимо знание соотношений сигнал/шум в

жения в выходном сигнале, в момент перехода от алгоритма автовыбора к алгоритму линейного сложения и наоборот, будут иметь место скачки сигнала (паразитная амплитудная модуляция) и коммутационные помехи.

302

Учебное пособие

На интервале t1 – t2 U2 0,414 , и выходной процесс будет совпа-

U1

реализации алгоритма автовыбора к реализации алгоритма линейного сложения и, в соответствии с рис. 12.30,б, этот переход сопровождается скачком результирующего процесса из точки 6 в точку 2, а именно, от уровня 0,707 до 1 (при нормированных U1 и U2).

щийся результатом комбинирования (сложения), пройдет через точки 2, 3, 4, останется неизменным и равным сумме процессов U1 и U2. В точке 4

алгоритма линейного сложения к автовыбору и, соответственно, результирующий процесс скачкообразно перейдет из точки 4 в точку 8 (изме-

ся алгоритм автовыбора, только теперь результирующий процесс совпадает с U2.

Сопоставление процессов, представленных на рис. 12.30,б, показывает, что модифицированный алгоритм, с точки зрения формирования результирующего процесса, в моменты времени t2 – t4 обеспечит его прохождение через точки 6, 7, 8, а не через точки 6, 2, 3, 4, 8, как при реализации рассмотренного выше алгоритма комбинированного сложения. Указанные свойства могут быть обеспечены путем усложнения части схемы, реализующей линейное сложение, за счет дополнительного введения блоков, которые при переходе соотношения процессов в каналах

чивать или уменьшать коэффициенты усиления процессов в каналах. При этом могут быть использованы имеющиеся цепи автоматической регулировки усиления (АРУ) либо может быть поставлен на выходе один дополнительный усилитель с управляемым скачкообразно коэффициентом усиления.

304

Учебное пособие

Рис. 12.31

Рассмотрим детально процессы, происходящие при реализации метода комбинированного сложения (рис. 12.32) с учетом требований, направленных на устранение паразитной АМ и коммутационных помех, а также процессы U1 (убывающий линейно) и U2 (нарастающий линейно).

В интервале 0 – t1 формируемый результирующий процесс должен совпадать с U1, т.е. при U1 U2 K коэффициент передачи процесса U1

должен иметь значение КП1=1, а коэффициент передачи процесса U2 – значение КП2=0. В интервале t3 – t4 формируемый процесс должен совпа-

должны иметь значения КП2=1, а КП1=0. Необходимо, чтобы в момент времени t2 процессы U1 и U2 были равны и ослаблены таким образом, чтобы их сумма ( U1(1) + U(21) ) совпала с точкой 6 (см. рис. 12.32).

В моменты времени t1 и t3, как показано выше, U1(1) и U(21) соответ-

ственно должны быть равны нулю. При этом на интервале 0 – t1 U(21) 0 , а на интервале t3 – t4 U1(1) 0 . Из рассмотрения рис. 12.32 ви-

дим, что для выполнения поставленных условий процесс U1(1) на участке

0 – t1 должен совпадать с U1, а на участке t1 – t3 должен убывать быстрее, чем U1(KП1<1), и, проходя через точки 1, 10, 9, он должен достигать нулевого значения в точке 9 (момент t3), оставаясь равным 0 на интервале t3 – t4.

306

Учебное пособие

зависимости пересекаются с зависимостями U1 и U2 в точках а (U2=КU1) и с (U1=КU2), при этом U1 и U2 пересекаются в точке в (точка 7), а зависимости КU1 и КU2 – в точке d. Именно в точке а выполняется соотношение K U2 U1 , а в точке с – соотношение K U1 U2 , т.е. точки а и с соответствуют моментам времени t1 и t3 соответственно, в которых происходит переход от алгоритма автовыбора к линейному сложению и наоборот. Рассмотрение показывает, что для того чтобы сформированный из U1 процесс в момент времени t3 был равен 0, достаточно вычесть из него значение KU2, т.е.

тервал времени 0 – t1 нас не интересует, а на интервале t1 – t3 для получения искомой зависимости достаточно изменить крутизну функции f (t) (U1 KU2 ) .

Определим необходимый коэффициент, на который следует домножить f(t), для получения зависимости U1(1) (t) на интервале t1 – t3. Пусть в соответствии с рис. 12.32,а

Для простоты положим симметричность процессов, т.е. А=В=1, тогда U1 1 t ; U2 t . Составим уравнение для момента времени t = t1, учитывая, что в этой точке КU1 = U2, получим выражение К(1 – t1) = t1,

и определим соотношение

308